工厂设计模式：三姐妹一网打尽

2024-01-10 03:55:22

作为创建型设计模式，以工厂为名的设计模式共有三个，分别是 Simple Factory、Factory Method 和 Abstract Factory。其中 Simple Factory 并不是四人帮（GoF）著作中定义的模式，但却是最基础、最常用的，也是循序渐进地理解另外两个工厂模式的必经之路。

Simple Factory：工厂中的老大哥

Simple Factory 是最简单的工厂模式，它提供了一个创建对象的统一接口，屏蔽了具体产品的创建过程。其核心思想是将产品的创建逻辑集中在一个工厂类中，客户端只需通过工厂类即可创建所需的产品对象。

优点：

代码简单易懂，便于维护。
客户端无需关心具体产品的创建细节。
扩展性较好，添加新产品时只需修改工厂类即可。

缺点：

工厂类过于臃肿，当产品种类繁多时会难以管理。
无法控制产品创建过程的细节。

Factory Method：工厂中的抽象爸爸

Factory Method 模式将产品的创建过程抽象化，交由子类来实现。这样一来，客户端只需要知道工厂接口即可，而无需关心具体产品的创建方式。

优点：

解耦了产品的创建逻辑和客户端代码。
客户端只需关注工厂接口，扩展性好。
子类可以自由控制产品的创建过程。

缺点：

比 Simple Factory 模式复杂。
需要为每种产品创建一个子类，当产品种类繁多时会产生大量的子类。

Abstract Factory：工厂中的抽象全家桶

Abstract Factory 模式将创建一系列相关或依赖产品的接口抽象化。客户端只需要知道抽象工厂接口，即可创建一组相关的产品对象。

优点：

创建一组相关或依赖的产品更加方便。
解耦了产品的创建逻辑和客户端代码。
扩展性好，添加新产品系列时只需添加一个新的具体工厂类即可。

缺点：

比 Factory Method 模式更加复杂。
需要为每种产品系列创建一个具体工厂类和一系列具体产品类，当产品种类繁多时会产生大量的类。

何时选择哪种工厂模式？

三种工厂模式各有优缺点，选择哪种模式取决于具体的应用场景。

当产品种类较少且创建过程简单时，Simple Factory 模式是一个不错的选择。
当产品种类较多且需要控制创建过程的细节时，Factory Method 模式更为合适。
当需要创建一组相关或依赖的产品时，Abstract Factory 模式是最佳选择。

举个栗子

假设我们要设计一个创建形状对象的系统。我们可以使用三种工厂模式来实现：

Simple Factory：

type ShapeFactory struct{}

func (f *ShapeFactory) CreateShape(shapeType string) Shape {
    switch shapeType {
    case "circle":
        return &Circle{}
    case "square":
        return &Square{}
    case "rectangle":
        return &Rectangle{}
    default:
        return nil
    }
}

Factory Method：

type ShapeFactory interface {
    CreateShape() Shape
}

type CircleFactory struct{}

func (f *CircleFactory) CreateShape() Shape {
    return &Circle{}
}

type SquareFactory struct{}

func (f *SquareFactory) CreateShape() Shape {
    return &Square{}
}

type RectangleFactory struct{}

func (f *RectangleFactory) CreateShape() Shape {
    return &Rectangle{}
}

Abstract Factory：

type ShapeFactory interface {
    CreateCircle() Circle
    CreateSquare() Square
    CreateRectangle() Rectangle
}

type DefaultShapeFactory struct{}

func (f *DefaultShapeFactory) CreateCircle() Circle {
    return &Circle{}
}

func (f *DefaultShapeFactory) CreateSquare() Square {
    return &Square{}
}

func (f *DefaultShapeFactory) CreateRectangle() Rectangle {
    return &Rectangle{}
}

在上面的示例中，Simple Factory 提供了一个统一的创建形状对象的接口，客户端无需关心具体的创建过程。Factory Method 模式将创建过程抽象化，允许子类控制产品的创建细节。Abstract Factory 模式创建了一组相关的形状对象，客户端只需知道抽象工厂接口即可。